ZrO2表面改性及凝胶注模研究

凝胶注模成型工艺能够制备出高强度,高致密性,且形状复杂的氧化锆陶瓷.粉体团聚对凝胶注模成型工艺存在不良影响,粉体团聚导致陶瓷内部产生缺陷,导致致密性、均匀性变差,力学性能降低.本文通过对氧化锆粉体表面改性,改善粉体团聚,将改性粉体用于凝胶注模成型,制备出低粘度浆料.通过SEM、粘度仪、显微镜等仪器,对强度、粘度及粉体分...     

发泡法制备氧化铝基多孔陶瓷(Ⅱ):氧化铝复相多孔陶瓷的制备、组成、结构和性能

针对凝胶注模体系所用有机物有毒的问题,以溶胶凝胶成型和水泥固化成型代替经典的凝胶注模体系,并以氧化铝粉体为主要原料,结合发泡法工艺制备了氧化铝-莫来石和氧化铝-六铝酸钙两种复相多孔陶瓷。结果表明:除氧化铝含量稍低外,氧化铝复相多孔陶瓷在制备工艺、微结构和各项物理性能等方面与纯氧化铝多孔陶瓷都非常接近。通过发泡法制备的氧化铝基系列多孔陶瓷具有低密度、高强度、低热导率等特点,节能效果优异。     

多孔二氧化锆基隔热材料的制备及性能

为制备高气孔率的隔热材料,采用水基凝胶注模法制备了多孔二氧化锆基陶瓷材料.研究了干燥方式、添加氧化铝粉体、固相含量、烧结温度等因素对多孔陶瓷气孔率、密度、微观形貌等的影响,对比了低温干燥、溶液置换干燥和真空冷冻干燥三种干燥方式对低固相含量凝胶注模湿坯干燥的影响.通过实时监测坯体在高温下的烧结影像及尺寸变化,研究了二氧化锆基陶瓷的烧结收缩行为,揭示了添加氧化铝粉体对二氧化锆基陶瓷烧结收缩的抑制作用机理.结果表明真空冷冻干燥是最佳干燥工艺.添加体积分数为32％氧化铝粉体的样品的烧结收缩相比未添加氧化铝粉体的样品减少近60％.通过对固相含量、烧结温度的调配,并结合适宜的干燥工艺及添加氧化铝等手段对坯体收缩进行控制,最终获得了气孔率达到74.44％,压缩强度为3.19 MPa的多孔二氧化锆基陶瓷材料.     

固含量对凝胶注模成型碳化硅陶瓷性能的影响

碳化硅陶瓷具有优良的性能,广泛应用于各个领域。凝胶注模成型是通过有机单体的聚合反应实现原位固化的成型方法。成型的坯体具有结构均匀、致密度高、强度大等特点。本文采用凝胶注模成型工艺和无压烧结制备了碳化硅陶瓷材料,研究了固含量对无压烧结碳化硅陶瓷微观结构和性能的影响。研究结果表明:随着固含量的增加,碳化硅料浆的粘度值逐渐增加,流动性变差,而制得的碳化硅陶瓷弯曲强度和断裂韧性随固含量的增加而增加。     

压力对凝胶注模成型95氧化铝陶瓷性能的影响

本文采用低毒的MAM-MBAM凝胶体系代替AM-MBAM有毒体系制备95氧化铝陶瓷,为改善成型后坯体的性能,在凝胶注模成型过程中给予浆料压力.研究发现在压力为0.3 MPa时获得的坯体表面光洁,线收缩率大,体密度高,结构均匀,成品率高,质量好.本文还并研究了压力对95氧化铝陶瓷烧结体线收缩率和体密度以及洛氏硬度的影响.实验结果表明:压力辅助凝胶注模成型所得坯体烧结后性能优于无压直接注模成型坯体,压力为0.3MPa时线收缩率最小,体密度最高可达3.81 g/cm3,洛氏硬度最高.坯体显微结构显示,陶瓷粉料被有机高分子网络很好地粘结在一起,并且压力注模的坯体中陶瓷粉料堆积紧密,结构均匀致密.烧结后,压力注模成型坯体晶粒发育良好,气孔较无压直接注模烧结体少,烧结致密性能优异.     

凝胶注模成型制备大尺寸臭氧发生器陶瓷基板

讨论了用凝胶注模成型制备大尺寸臭氧发生器陶瓷基板的过程。本实验以化学式为Ba（Sm，Nd）2Ti5O14的介电陶瓷为固相粉末．以丙烯酰胺（MBAM）为凝胶有机单体，用传统球磨的方法制备出了高固相、低粘度的陶瓷浆料（浓悬浮体）。分析了凝胶注模成型与干压成型制备的Ba（Sm，Nd）2Ti5O14陶瓷基板的体积密度、结构均匀性以及电学性能不同的原因。结果表明：凝胶注模成型制备的Ba（Sm，Nd）2Ti5O14陶瓷基板具有体积密度商、结构均匀的特点。合理使用凝胶注模成型工艺可以提高陶瓷介电常数、抗电强度和降低介质损耗。     

凝胶注模制备氧化铝多孔陶瓷及性能研究

本文采用凝胶注模结合发泡法制备了氧化铝多孔陶瓷.借助NDJ-1型旋转式粘度计、压汞仪、SEM等表征方法,研究了固相含量、pH值对浆料粘度的影响、以及多孔氧化铝陶瓷的孔径分布和断口形貌.在1650 ℃下烧成,制备出了体积密度在1.32～1.82 g/cm3、气孔率在54～67%、耐压强度在19.7～42.9 MPa之间的多孔氧化铝陶瓷.凝胶注模结合发泡法可以制备出性能优异的氧化铝多孔陶瓷.     

凝胶-注模成型技术制备碳纤维/HA复合材料的研究

本文研究了pH值、分散剂、有机单体和碳纤维含量对碳纤维/HA陶瓷浆料粘度的影响,观察了复相陶瓷浆料的凝胶固化过程,研究了烧结温度和碳纤维含量对复合材料烧结密度、抗弯强度和断裂韧性的影响.研究结果表明:当pH =9、有机单体含量为10wt％、分散剂含量为5wt％、固相含量为50wt％的碳纤维/HA陶瓷浆料具有良好的分散性.随引发剂、催化剂含量的增加,复相陶瓷浆料的凝胶固化时间缩短.复合材料的烧结密度、抗弯强度和断裂韧性均随烧结温度的升高而升高.复合材料的抗弯强度和断裂韧性均随着碳纤维含量的增加呈现先增加而后降低趋势.当碳纤维含量为2wt％和2.5wt％时,凝胶注模成型所制备的复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别为80.6 MPa和1.87 MPa·m1/2,较干压成型样品提高了24.9％和19.8％.     

凝胶注模工艺成型氧化铝陶瓷的研究

采用凝胶注模工艺成型氧化铝陶瓷，讨论了凝胶注模工艺成型工艺条件及影响因素，通过FESEM等现代测试手段研究了坯体的显微结构与其性能之间的关系。 在凝胶注模成型的工艺过程中，主要研究了如何制得高固相体积含量、低粘度的浆料，讨论了分散剂的选用、含量、pH值、球磨时间及固相含量等对浆料流动性能的影响，研究得出浆料中固相含量为55％时，以聚甲基丙烯酸铵为分散剂，在pH=10时，可获得985mPa·s的低粘度浓悬浮液。分别选择低毒的有机单体N-羟甲基丙烯酰胺和2-甲基丙烯酸羟乙酯，研究了有机单体与交联剂的比例与含量对生坯抗弯强度的影响，引发剂与催化剂的加入量对固化速率的影响。     

琼脂糖凝胶注模成型制备氧化铝陶瓷的研究

本文利用琼脂糖做凝胶剂,对凝胶注模成型所需的水性无毒氧化铝陶瓷浆料进行了正交实验,分析了各因素对凝胶注模成型浆料制备的影响,经实验确定了形成较好琼脂糖凝胶注模成型的技术条件,所得陶瓷坯体具有较高的强度和较好的表面质量。     

凝胶注模成型制备BaNd2Ti5O14介电陶瓷的电学性能

讨论了用凝胶注模成型制备BaNd2Ti5O14介电陶瓷的过程。本实验以化学式为BaNd2Ti5O14的介电陶瓷为固相粉末,以丙烯酰胺(MBAM)为凝胶有机单体,用传统球磨的方法制备出了高固相、低粘度的陶瓷浆料(浓悬浮体);采用正交实验设计法,优化出生坯密度最大的配方。分析了凝胶注模成型与干压成型制备的BaNd2Ti5O14介电陶瓷的体积密度、结构均匀性以及电学性能不同的原因。结果表明:凝胶注模成型制备的BaNd2Ti5O14介电陶瓷具有体积密度高、结构均匀的特点。合理使用凝胶注模成型工艺可以提高陶瓷介电常数、降低介质损耗。     

分散剂在Al2O3陶瓷原位凝固成型中的应用

陶瓷凝胶注模成型工艺是一种新颖的成型工艺，它将高分子化学单体聚合的思路引入到陶瓷的成型工艺中。通过加入分散剂制备了流动性较好的Al2O3浆料，用改性淀粉原位凝胶注模成型技术制备了具有较高强度和均匀性良好的氧化铝陶瓷坯体。研究了不同分散剂在制备低粘度高固相体积分数Al2O3浓悬浮体中的分散作用，并重点考察了添加不同分散剂的Al2O3浆料的粘度随pH值变化的趋势，对比了不同分散剂对Al2O3浆料的分散效果。     

发泡法制备氧化铝基多孔陶瓷(Ⅰ):纯氧化铝多孔陶瓷及其大尺寸样品的制备和工艺优化

以氧化铝粉体为主要原料,采用发泡法结合凝胶注模成型制备了纯氧化铝多孔陶瓷。主要研究了泡沫浆料的稳定性、凝胶体系、干燥和烧成制度对制备工艺的影响;并通过颗粒级配、选取不同活性的粉体和添加化学干燥控制剂等方法优化了大尺寸试样的制备工艺。结果表明:长链分子可起到稳定气泡的作用,采用控温控湿的方式可避免干燥阶段开裂,烧成阶段的温度可根据烧结试样微结构与强度确定;气孔参数可通过固含量与发泡剂加入量进行调控。通过颗粒级配,坯体的干燥线收缩和烧成线收缩可显著降低;添加化学干燥控制剂可降低干燥时对环境的依赖程度;添加不同活性的粉体,可以将收缩均匀地分散到较宽的温度区间。     

硅溶胶凝胶工艺成型钛酸铝-莫来石复相陶瓷的研究

利用硅溶胶凝胶化反应实现了钛酸铝-莫来石复相陶瓷的原位凝固成型，研究了钛酸铝在硅溶胶中的分散行为和氯化铵浓度对浆料固化时间的影响规律，从显微结构入手对比分析了不同成型工艺对钛酸铝复相陶瓷强度的影响。结果表明：硅溶胶通过静电排斥和位阻效应显著提高了钛酸铝浆料的分散性。随着氯化铵浓度的提高，浆料的固化时间缩短。硅溶胶凝胶成型试样的烧成强度明显高于干压和凝胶注模成型的试样，其主要原因是由于硅溶胶凝胶成型的试样颗粒分散好、烧结程度高以及在烧成过程中原位形成的细小莫来石对钛酸铝晶粒生长的抑制作用。     

泡沫凝胶注模成型工艺在多孔氧化铝陶瓷制备中的应用研究

本文介绍了泡沫凝胶注模成型工艺,研究了分散剂、固相含量等工艺参数对浆料粘度的影响,研究得出浆料中固相含量为55%时,以PMAANa为分散剂,可获得100 mPa·S低粘度高固相的陶瓷浓悬浮液;同时还研究了引发剂对凝胶固化反应的影响,实验结果表明引发剂在0.3~0.4%时聚合时间较适宜;重点探讨了发泡剂、固相含量、引发剂等对多孔氧化铝陶瓷性能的影响。     

用改性淀粉原位凝固成型制备Al2O3陶瓷

陶瓷凝胶注模成型工艺是一种新颖的成型工艺,它将高分子化学单体聚合的思路引入到陶瓷的成型工艺中.本文用改性淀粉原位凝胶注模成型技术制备了具有较高强度和均匀性良好的氧化铝陶瓷坯体.研究了氧化铝陶瓷的凝胶注模成型工艺中低粘度高固相体积分数浓悬浮体的制备、浓悬浮体的固化、成型坯体的显微结构及性能.     

高气孔率及高强度多孔氧化铝陶瓷的制备

在叔丁醇、丙烯酰胺、氧化铝组成的超低固相含量的浆料体系中,研究了分散剂、pH值等参数对浆料流变学性能的影响规律.采用柠檬酸作为分散剂、pH值约为6时,体积分数为10%的Al2O3浆料具有最低的黏度.利用叔丁醇极易挥发的特点,采用凝胶注模的工艺,制备了高气孔率及高强度的多孔氧化铝陶瓷,研究了固相含量和烧结温度对气孔率和压缩强度的影响规律,当气孔率为74%时,多孔氧化铝陶瓷的压缩强度在8MPa以上.     

添加剂对凝胶注模成型工艺过程及坯体性质的影响

在凝胶注模成型工艺过程中，为了制得低粘度、高同相含量的陶瓷悬浮体并成型出性能优良的生坯，常加入一系列合适的添加剂来满足工艺性能（成型和烧结）的要求。本文对加入添加剂前后坯体的抗弯强度和显微结构进行了测试和观察。研究结果表明：分散剂柠檬酸铵可以明显的降低料浆粘度，增加固含量；增塑剂聚乙二醇可以有效的避免氧阻聚所产生的表面起皮和掉粉问题，增加了坯体的塑性；助烧剂氧化镁不仅可以降低氧化铝的烧结温度，在烧结的过程中还可以抑制氧化铝二次再结晶的晶粒长大。     

复杂形状氧化铝陶瓷的消失模快速成型法

将凝胶注模成型(gelcasting)和选区激光烧结(selective 1aser sintering，SLS)制模技术相结合，提出了基于消失模法的复杂形状A12O3陶瓷快速成型法。通过选取合适的激光烧结用聚合物复合粉体，用SLS技术快速分层制备高温可完全挥发的模具，然后利用凝胶注模成型技术原位固化成型后坯体强度高的特点，使陶瓷在烧结过程中能完好保存所设计形状而不被破坏，模具材料完全烧除后即得所需陶瓷部件。     

陶瓷胶态注射成型中压力的影响

陶瓷胶态注射成型是一种结合了凝胶注模成型和注射成型优点的新成型工艺。不同于凝胶注模成型中通过温度诱发反应,在胶态注射成型中是利用温度与压力共同作用引发陶瓷浆料固化。采用自行研制的凝胶点测试装置,研究了不同温度条件下压力对氧化铝浆料固化过程的影响,发现提高压力能促进浆料固化,不仅能缩短其聚合诱导期,而且能加速固化过程。此外,探讨了胶态成型的作用机制,为胶态注射成型的自动化设计提供了相关工艺参数。